风机变频调速节能应用示例

风机变频调速节能的应用实例

张锦荣（成都市佳灵电气制造公司）

[摘要]介绍了交流变频调速器在风机中的应用，给出了风机变频调速节能原理和实际节能效果。

关键词：风机变频器调节节能

一、前言

风机是量大面广的通用性设备，风机的耗能在交流电动机总耗能中占很大的比重，由于这些设备一般都是根据生产中可能出现的最大负荷条件来选择的，但实际运行中往往比设计要小得多。如果电机不采用调速控制，则流量通常只能通过调节挡板或阀门来控制，其结果是造成很大的能量损耗。

采用变频器将电动机直接进行调速运行，则耗能量将会显著减少，将产生巨大的节能效益。

表1为速度降低后的理论节能效果。

表1

注：N l和N2为转速，P1和P2为轴功率。

二、变频器在引风机上的应用实例

某大型煤矿始建于50年代，随着经济的不断发展和生产规模的不断扩大，生产设备却没有及时地更新换代，大量的陈旧、高耗能设备仍在生产一线担负着重要使命，而风机是该煤矿量大面广的主要高耗能设备，节电潜力较大。

该矿有7.5kW以上的风机、泵类设备共64台套，总装机容量2124kW，其中，所用风机12台套，装机容量750kW(不包括局部通风机)。

我公司于1999年12月对该煤矿1074#(75kW)及1277#(110kW)引风机进行了改造试验。

改造前经过多组测试，以进行比较。表2为1074*~(75kW)风机的具体参数：频率50Hz、电压380V、电流150A、功率75kW。1074#引风机在频率为42Hz时就能满足井下抽风要求。

由表2可知：运行时电流下降率δ=(I前—I后)／I前X 100％=[(117—80)／117]X 100％：31.6％，节电率为(69.5—39.8)／69.5X100％= 42.7％。1074#(75kW)引风机使用变频调速后，自1999年12月投入运行以来，效果非常明显，完全达到设计时的目标，其日节电714kW·h。

表2

按每天三班工作制，每年300天工作日计算，则每年节约电能W节电=(69.5—39.8)X24X300=2.14X105(kW·h)以该煤矿1999年工业用电全年电费平均值0.50元／庹计算，全年可节约电费近10.7万元。

表3为1277#引风机测试数据：频率50Hz、电压380V、电流210A、功率110kW。

在测试中，1277#引风机在43.9Hz时，即能满足井下抽风要求：

节电率为(100—69)／100X100％=31％

W节电=(100—69)×24X300=2.23X105Kw·h

该煤矿1999年工业用电全年电费平均值按0.50元／度计算，全年可节约电费0.50元X2.23 X105kW·h=11.2万元，以变频器及外部设备投资共16.6万计算，根据上述经济效益，则设备投资回收期为16.6／(10.7+11.2)=0.76年。

三、变频器在锅炉引风机上的应用

(1) 被测对象参数

电动机功率：65kW

变频调速器为佳灵JP6C—T9—75型；容量：114kV A；输入电压：380V；输出功率：75kW；频率0.5—400Hz。

(2) 安装变频器前后测试有关数据见表4。

表 4

由表4的对比可看出节能效果较大，计算如下：

未装变频器前风机正常运行，电机的日平均输出功率为64kW，年耗电量为64X24X330=50.69万kW·h／年；安装变频器后电机的日平均输出功率为32.6KW，年耗电量为32.6X24X330=25.8万kW·h/年。

年节电量：50.69—25.8=24.89万kW·h

节电率：(64—32.6)／64X100％=49％

按当时电价0.5元／kW·h计算，一年节约电费用为：0.5元X248900kW·h=12.45万元。

四、结论

(1) 应用变频器后，电机的电压、电流明显下降，电机输入功率明显减少。

(2) 风机转速调速范围不宜太大，通常应不低于额定转速的50％，最好在70％～100％之间。

(3) 当转速低于额定转速的40％～50％时，风机本身的效率明显下降，不经济。同时，应避免开机时机组的机械临界点，否则会损坏机组。

(4) 运行工况点明显改善，风门可以全部打开，完全由转速调节流量，对生产操作极为方便，而且有利于风机的维护保养，延长使用寿命。

(5) 变频器直接控制电机，通过调速来驱动风机工作，从而提高了风机的传动效率。

(6) 由于变频器加减速时间可以任意设定，避免了风机全负荷启动时的大电流冲击，有利于延长设备使用寿命。

(7) 操作方便，控制精度高，响应速度快，使整个系统工作平稳。

(8) 节电率在20％～70％之间，具有巨大的节能效益。

参考文献

1 吴忠智，吴加林编．变频器应用手册．机械工业出版社，1995．

摘自《风机技术》2001/2